專利名稱：一種城市污水處理廠尾水深度凈化組合裝置及操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理裝置，特別是一種針對城市污水處理廠尾水深度凈化的
組合裝置。
背景技術(shù)：
在當今水資源日趨短缺的背景下，污水回用已成為解決水資源短缺的重要途徑， 并在各國得到廣泛關(guān)注。城市尾水作為穩(wěn)定的水源，如果根據(jù)尾水特征加以深度處理，并作為城市的二次水源進行回用，勢必可以緩解目前我國諸多城市所面臨的水危機問題。但是， 目前城市尾水的處理還存在以下問題亟待解決。首先，已有的城市尾水深度處理工藝，主要包括濾料物理過濾，但出水水質(zhì)較差；利用化學沉淀或氧化劑氧化法容易產(chǎn)生二次污染，且費用相對較高，目前對大多數(shù)深度處理廠都很難維持長期運行；單純采用超濾膜技術(shù)對小分子量有機物和營養(yǎng)鹽去除效果有限，納濾和反滲透雖可以達到很高的凈化效果，但是膜壓控制要求高，能耗也比較高，因膜容易阻塞和污染，對預處理要求嚴，不便于維護管理，因此不適于城市尾水深度處理。其次，由于城市尾水中同時含有多種成分污染物，依靠上述單一的處理方法并不能確保有高質(zhì)量的出水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理、處理成本低、效果好、維護簡單的城市污水處理廠尾水深度凈化裝置及操作方法。本發(fā)明裝置由間歇曝氣活性炭生物濾池和立體S型溝道植物浮床組合構(gòu)成，所述間歇曝氣活性炭生物濾池通過出水管與所述立體S型溝道植物浮床的上層溝道相連通。所述間歇曝氣活性炭生物濾池包括進水管、溢流排空管、間歇曝氣管、反沖洗管、 出水管、活性炭填料層和承托層，生物活性炭層和承托層界面設(shè)置上層、中間層和下層三個蹄板。所述承托層填充粒徑l_3cm的礫石，活性炭生物濾池填充粒徑l_3mm的顆?；钚蕴?。所述上層和中間層篩板的孔徑小于1mm，反洗時可以阻擋生物活性炭層中顆粒流出，還可以阻擋進水中大顆粒懸浮物質(zhì)進入生物活性炭層。所述下層篩板的孔徑為2_3mm。所述立體S型溝道植物浮床由上層S型溝道、下層S型溝道、出水連接管和立體S 型溝道支架組成。所述立體S型溝道植物浮床的上下層S型溝道內(nèi)種植黑麥草。用帶孔扣板將植物固定在所述立體S型溝道內(nèi)。城市污水處理廠尾水深度凈化組合裝置的操作方法，包括如下步驟城市尾水由安裝在上部的進水管進入間歇曝氣活性炭生物濾池，根據(jù)尾水水質(zhì)情況啟動間歇曝氣裝置，從濾池底部進行間歇曝氣。尾水經(jīng)活性炭生物濾層經(jīng)承托層從濾池的底部通過管道連接直接進入立體S型植物系統(tǒng)溝道上部，經(jīng)過兩道浮床系統(tǒng)處理后出水進入下層S型溝道， 同樣再經(jīng)過下層兩道植物浮床系統(tǒng)處理后出水。城市尾水由安裝在上部的進水管進入間歇曝氣活性炭生物濾池，從濾池底部進行間歇曝氣，以控制濾池內(nèi)溶解氧的濃度利于微生物在生物濾池內(nèi)實現(xiàn)同步硝化和反硝化脫氮作用。城市尾水中污染物會通過活性炭吸附截留作用，以及附著于活性炭表面及孔隙中的生物膜完成污染物的吸附、轉(zhuǎn)化、降解，并在局部厭氧區(qū)實現(xiàn)脫氮過程。有益效果本發(fā)明利用了間歇曝氣活性炭生物濾池與立體植物浮床系統(tǒng)組合。利用該組合系統(tǒng)可以起到對不同污染物逐級去除的目的。利用間歇曝氣活性炭生物濾池可以對尾水中的固體懸浮物和有機物起到截留分解作用，同時可部分去除營養(yǎng)物質(zhì)，而且由于其占地面積小適合建在廠內(nèi)，便于維護管理。由于城市尾水中的碳源不足，需要通過間歇曝氣的方式控制濾池中的溶解氧濃度，方可實現(xiàn)微生物同步硝化和反硝化作用。經(jīng)間歇曝氣生物濾池后沒有被去除的營養(yǎng)物質(zhì)，可以借助適合建立在廠外的植物系統(tǒng)對其中污染物進一步吸收利用，確保有高質(zhì)量的出水水質(zhì)。植物可以吸收城市尾水中的氨態(tài)氮，硝態(tài)氮和溶解性的磷酸鹽等營養(yǎng)物質(zhì)。收獲的植物還可以用以實現(xiàn)產(chǎn)沼氣，作為牲畜牧草，植被綠化等資源化過程。綜上所述，本發(fā)明具有處理效果好，占地面積小，維護方便，處理成本低，無二次污染，可資源化等特點，還可以根據(jù)污水的水質(zhì)特征及再生回用要求更換不同的濾料和植物浮床材料，因而具有操作靈活，便于對多種污染水體進行凈化的特點。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。圖1是間歇曝氣活性炭生物濾池縱剖示意圖；圖2是立體S型溝道植物浮床縱剖示意圖。
具體實施例方式城市尾水深度凈化組合系統(tǒng)包括了間歇曝氣活性炭生物濾池(圖1)和立體S型溝道植物浮床(圖幻。圖例中間歇曝氣活性炭生物濾池6由進水管1、溢流排空管2、間歇曝氣管3、反沖洗管4、出水管5、活性炭填料層7和承托層8組成，承托層8填充粒徑l-3cm 的礫石，活性炭填料層7填充粒徑l_3mm的顆?；钚蕴?，活性炭層7與承托層8之間的界面設(shè)置三個篩板10。最上層和中間層篩板孔徑小于1mm，反沖洗時可以阻擋7中顆粒流出，還可以阻擋進入水中大顆粒懸浮物質(zhì)進入7。下層篩板孔徑為2-3mm。污水處理廠尾水由間歇曝氣活性炭生物濾池6上方的進水管1進入間歇曝氣活性炭生物濾層7，經(jīng)截留、吸附、氧化分解等凈化作用去除水中污染物質(zhì)，可根據(jù)水質(zhì)狀況間歇曝氣調(diào)節(jié)溶解氧濃度。可以用帶孔扣板將黑麥草固定種植在立體S型溝道植物浮床的溝道11、12內(nèi)。處理后的水經(jīng)出水管5進入立體S型溝道植物浮床的上層S型溝道11，經(jīng)出水連接管13進入下層S型溝道 12，去除水中的氮和磷等營養(yǎng)物質(zhì)，處理出水由出水管排放。14為立體S型溝道支架。實例1 實施對城鎮(zhèn)二級污水處理廠尾水進行深度凈化處理，其出水水質(zhì)達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放二級標準。主要水質(zhì)指標參數(shù)為總氮濃度為觀 40mg/L，總磷濃度為 2. 5 3mg/L, COD 濃度為 60 80mg/L, SS 濃度為 25 30mg/L。對此尾水進行深度處理過程中調(diào)節(jié)間歇曝氣活性炭生物濾池的曝氣量保持在4L/ h，曝氣周期為曝氣15min/停45min，水力停留時間為4h ；平均流速為2L/min ；立體S型溝道植物浮床平均停留時間為5天；整個處理過程中裝置運行正常，生物濾池無堵塞現(xiàn)象，浮床植物生長正常。處理結(jié)果表明在穩(wěn)定運行期間，該城市尾水經(jīng)本發(fā)明組合裝置深度處理后，出水水質(zhì)如下總氮濃度小于1. 5mg/L,總磷濃度小于0. 3mg/L, COD小于8mg/L，SS小于0. 2mg/ L0各指標出水水質(zhì)優(yōu)于《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-20(^)IV類水質(zhì)標準。實例2 實施對城鎮(zhèn)二級污水處理廠尾水進行處理，其出水水質(zhì)達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放一級B標準，主要水質(zhì)指標總氮濃度為15 20mg/L，總磷濃度為1 1. 5mg/L, COD 為 50 60mg/L, SS 為 10 20mg/L。實施該尾水深度凈化處理過程中間歇曝氣活性炭生物濾池的間歇曝氣量保持在 2L/h，曝氣周期為曝氣IOmin/停lh，水力停留時間為池。平均流速為4L/min，立體S型溝道植物浮床平均停留時間為5天；整個處理過程中裝置運行正常，生物濾池無堵塞現(xiàn)象，浮床植物生長正常。城市尾水經(jīng)本發(fā)明組合裝置深度凈化處理后，其出水水質(zhì)總氮濃度小于lmg/L，總磷濃度達到了 0. 2mg/L以下，COD降到5mg/L以下，SS為0. 04mg/L以下。出水水質(zhì)優(yōu)于《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-20(^)III類水質(zhì)標準。
權(quán)利要求
1.一種城市污水處理廠尾水深度凈化組合裝置，由間歇曝氣活性炭生物濾池和立體 S型溝道植物浮床組合構(gòu)成，其特征在于，間歇曝氣活性炭生物濾池通過出水管連接立體S 型溝道植物浮床。
2.如權(quán)利要求1所述的城市污水處理廠尾水深度凈化組合裝置，其特征在于，間歇曝氣活性炭生物濾池包括進水管、溢流排空管、間歇曝氣管、反沖洗管、出水管、活性炭填料層和承托層，生物活性炭層和承托層界面設(shè)置上層、中間層和下層三個篩板。
3.如權(quán)利要求2所述的城市污水處理廠尾水深度凈化組合裝置，其特征在于，所述承托層填充粒徑為l_2cm的礫石，所述生物活性炭層填充粒徑為l_3mm的顆?；钚蕴?。
4.如權(quán)利要求2所述的城市污水處理廠尾水深度凈化組合裝置，其特征在于，所述上層和中間層篩板的孔徑在Imm以下，所述下層篩板的孔徑為2-3mm。
5.如權(quán)利要求1所述的城市污水處理廠尾水深度凈化組合裝置，其特征在于，所述立體S型溝道植物浮床由上層S型溝道、下層S型溝道、出水連接管和立體S型溝道支架組成。
6.如權(quán)利要求1或5所述的城市污水處理廠尾水深度凈化組合裝置，其特征在于，所述立體S型溝道植物浮床種植黑麥草。
7.如權(quán)利要求1或5所述的城市污水處理廠尾水深度凈化組合裝置，其特征在于，用帶孔扣板將植物固定在所述立體S型溝道內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的城市污水處理廠尾水深度凈化組合裝置的操作方法，包括如下步驟城市尾水由安裝在上部的進水管進入間歇曝氣活性炭生物濾池，根據(jù)尾水水質(zhì)情況啟動間歇曝氣裝置，從濾池底部進行間歇曝氣；尾水經(jīng)活性炭生物濾層經(jīng)承托層從濾池的底部通過管道連接直接進入立體S型植物系統(tǒng)溝道上部，經(jīng)過兩道浮床系統(tǒng)處理后出水進入下層S型溝道，同樣再經(jīng)過下層兩道植物浮床系統(tǒng)處理后出水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種城市污水處理廠尾水深度凈化組合裝置及操作方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。該裝置由間歇曝氣活性炭生物濾池和立體S型溝道植物浮床兩部分組成。間歇曝氣活性炭生物濾池從上到下依次為進水管、生物活性炭層、承托層、出水管和曝氣管等組件。立體S型溝道植物浮床由上下兩層S型溝道組成，植物浮床采用帶孔扣板，便于安裝和植物根系生長。利用間歇曝氣活性炭生物濾池可以對尾水中的固體懸浮物和有機物起到截留分解作用，同時可部分去除營養(yǎng)物質(zhì)。立體S型溝道植物浮床可以進一步吸收尾水中的營養(yǎng)物質(zhì)。該組合裝置根據(jù)污水的水質(zhì)特征及再生回用要求可更換不同的濾料和植物浮床材料，操作靈活，具有對多種污染水體進行凈化的特點。
文檔編號C02F3/32GK102249500SQ20111019818
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者劉俊新, 常會慶 申請人:中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心